基于频域分解法的桥梁健康监测研究

1

作者 崔强 《交通世界》 2023年第21期112-114,共3页

为更好地评估桥梁工作状态,以频域分解法为基础分析了模态参数和环境之间的相互联系。分析结果表明:通过前、后均值滤波可以很好地去除奇异值曲线中的毛刺峰值,将曲线的毛刺峰值部位变得较为平滑,并且曲线真实峰值部位在滤波前后也不会... 为更好地评估桥梁工作状态,以频域分解法为基础分析了模态参数和环境之间的相互联系。分析结果表明:通过前、后均值滤波可以很好地去除奇异值曲线中的毛刺峰值,将曲线的毛刺峰值部位变得较为平滑,并且曲线真实峰值部位在滤波前后也不会出现变化;K-means聚类法对全部DVP指标进行分类,能够很好地将真实峰值和虚假峰值区分出来,达到自动识别结构模态参数的目的;结构频率和温度成为负相关关系,前4阶的温度和频率的系数绝对值与第五阶相比较小,表明温度对此阶频率影响较大;频率和湿度的Pearson系数大小基本为0,这表示结构频率和湿度基本没有相关性;风速与湿度大致相同,风速和前5阶结构频率没有较高的相关性,但风速和第5阶频率呈现较低的相关性。 展开更多

关键词 桥梁监测 频域分解法 模态参数 奇异值曲线

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AR模型功率谱改进的频域模态自动识别方法 被引量：1

2

作者 姚小俊 杨欣 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1-7,共7页

针对频域分解法在模态自动识别上的不足,提出了一种基于AR模型功率谱改进的频域模态自动识别方法——AR-AFDD法。首先,通过AR模型功率谱估计确定所有可能是物理模态的频率点,并对相应功率谱矩阵进行奇异值分解,然后,利用时间振型相关性... 针对频域分解法在模态自动识别上的不足,提出了一种基于AR模型功率谱改进的频域模态自动识别方法——AR-AFDD法。首先,通过AR模型功率谱估计确定所有可能是物理模态的频率点,并对相应功率谱矩阵进行奇异值分解,然后,利用时间振型相关性对所选取的峰值进行判别,实现物理模态与噪声模态的自动区分,最后,以自功率谱的最优拟合完成阻尼比估计;采用试验模型和实际桥梁对AR-AFDD法进行验证。研究表明:AR-AFDD法能够快速有效地实现结构模态参数的自动识别,识别结果能够区分物理模态与噪声模态,在实际结构的健康监测数据分析中具有良好的可靠性。 展开更多

关键词 桥梁工程 自动模态识别 频域分解法

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基于奇异熵和线性加权平均法的公路桥梁结构模态参数自动识别方法

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作者 覃尚礼 《西部交通科技》 2024年第9期108-111,共4页

文章提出基于奇异熵和线性加权平均法的公路桥梁结构模态参数自动识别方法。该方法通过采集公路桥梁结构振动响应信号,引入奇异值分解算法处理响应信号,得到特征向量和特征值;在重叠滑窗模式的辅助下,进一步分析奇异值分解信号,基于奇... 文章提出基于奇异熵和线性加权平均法的公路桥梁结构模态参数自动识别方法。该方法通过采集公路桥梁结构振动响应信号,引入奇异值分解算法处理响应信号,得到特征向量和特征值;在重叠滑窗模式的辅助下,进一步分析奇异值分解信号,基于奇异熵增量计算值完成系统模态定阶;引入线性加权平均法,根据加权重叠距离和加权平均密度确定合理的聚类中心,结合模态距离计算矩阵实现真实模态聚类识别;依托于聚类簇频率中值,对所有聚类簇进行自适应合并,找到真实模态合并簇的中值,作为结构模态参数自动识别结果。结果表明,该方法频率识别结果的变异系数<0.4%,阻尼比识别结果的变异系数<20%,满足模态参数自动识别要求。 展开更多

关键词 频域分解法 奇异熵 线性加权平均法 模态参数 聚类分析 自动识别

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基于FDD法的模态参数连续自动识别及频率变异性分析 被引量：2

4

作者 王晓光 马明 +1 位作者 高林丽 党李涛 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期7-16,25,共11页

模态参数是分析桥梁运营状态变化的重要指标,可为桥梁状态评估提供数据基础。基于频域分解法(FDD)的模态参数连续自动识别方法,分析了模态参数与环境之间的关系。采用前、后向线性均值滤波方法对奇异值曲线进行滤波处理,剔除噪声干扰引... 模态参数是分析桥梁运营状态变化的重要指标,可为桥梁状态评估提供数据基础。基于频域分解法(FDD)的模态参数连续自动识别方法,分析了模态参数与环境之间的关系。采用前、后向线性均值滤波方法对奇异值曲线进行滤波处理,剔除噪声干扰引起的虚假毛刺峰值;提出了Dvp指标,结合波峰波谷检测算法识别得到了真实模态参数对应的奇异值峰值;引入K-means聚类法实现了奇异值曲线真实峰值的自动选取。针对实际健康监测数据存储格式,设计了模态参数连续自动识别框架,并提出了融入模态参数的自动识别算法,实现了模态参数连续、自动识别。将所提出的方法运用于斜拉桥的实测数据中,通过连续自动识别得到一个月的模态参数,分析了环境对结构频率的影响程度。研究结果表明:所提出的基于FDD的模态参数自动识别方法能够实现模态参数的自动识别;所提出的融合自动识别算法的数据自动分析框架能够实现模态参数连续、自动识别,能解决桥梁健康监测数据的连续自动分析;桥梁结构频率受环境温度影响较大,随机环境因素所引起的结构频率随机性不可忽略。 展开更多

关键词 桥梁工程 模态识别 频域分解法 连续自动识别 相关性分析

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基于地基合成孔径雷达的桥梁结构模态参数识别方法

5

作者 张宗锋 《福建交通科技》 2023年第10期73-77,共5页

针对传统工作桥梁结构模态参数识别中存在的传感器数量多、识别结果误差大等问题,提出一种基于地基合成孔径雷达(GB-SAR)的模态参数识别方法。通过带通滤波器将雷达原始观测挠度信号进行降噪处理,然后采用樽海鞘群算法(SSA)从滤波信号... 针对传统工作桥梁结构模态参数识别中存在的传感器数量多、识别结果误差大等问题,提出一种基于地基合成孔径雷达(GB-SAR)的模态参数识别方法。通过带通滤波器将雷达原始观测挠度信号进行降噪处理,然后采用樽海鞘群算法(SSA)从滤波信号中提取结构的模态参数。利用实际桥梁监测数据,对比研究了基于增强型频域分解法(EFDD)和SSA法的模态频率识别效果。结果表明:通过带通滤波器降噪可有效滤除GB-SAR信号噪声,所提方法可以准确识别出桥梁多阶模态频率,并且其准确性要优于EFDD模态参数识别方法,最大识别误差在2%以内。 展开更多

关键词 地基合成孔径雷达 桥梁结构 模态参数 樽海鞘群算法 增强型频域分解法

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渡槽排架结构环境激励模态试验 被引量：3

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作者 顾培英 刘冬梅 +1 位作者 邓昌 汤雷 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2019年第4期56-63,共8页

为获得渡槽排架结构动力特性,开展渡槽排架单向单输入多输出(SIMO)法、双向多输入多输出(MIMO)法环境激励模态试验,选用增强频域分解法识别纵向、横向、双向模态参数。结果表明,SIMO法纵向模态绝大多数谱峰明显、识别效果较好,纵向模态... 为获得渡槽排架结构动力特性,开展渡槽排架单向单输入多输出(SIMO)法、双向多输入多输出(MIMO)法环境激励模态试验,选用增强频域分解法识别纵向、横向、双向模态参数。结果表明,SIMO法纵向模态绝大多数谱峰明显、识别效果较好,纵向模态比横向模态丰富;MIMO法纵向或以纵向为主的谱峰大多数明显,横向或以横向为主、双向模态除双向第2阶(即横向第1阶)谱峰明显外,其他较小,甚至未能识别;排架柱以弯曲振动为主,纵向低阶、高阶模态横梁分别以平动或转动刚体振动、弯曲振动为主,横向模态横梁为平动或不动刚体振动;两种方法识别出的模态频率误差较小,SIMO法结果更为可靠,尤其是低阶模态。从低阶识别精度、试验工作量及操作便捷性而言,排架结构环境激励模态试验选择单向SIMO法优于双向MIMO法。 展开更多

关键词 渡槽排架结构 模态试验 增强频域分解法 MIMO法 环境激励

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基于环境振动测试的框架结构主裙楼动力特性分析 被引量：18

7

作者 刘佩 连鹏宇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期174-179,184,共7页

对某未设防震缝的钢筋混凝土框架结构主楼和裙房进行环境振动测试,并对其动力特性进行分析。测点分别布置在主楼左右两个楼梯间、顶层楼板和裙房井字梁大跨楼板上。利用实测加速度数据并通过改进的频域分解法,识别得到了结构的五阶模态... 对某未设防震缝的钢筋混凝土框架结构主楼和裙房进行环境振动测试,并对其动力特性进行分析。测点分别布置在主楼左右两个楼梯间、顶层楼板和裙房井字梁大跨楼板上。利用实测加速度数据并通过改进的频域分解法,识别得到了结构的五阶模态参数。识别结果表明:各测试方案得到的识别结果一致,自振频率的变异性较阻尼比的变异性小;前四阶模态由主楼的振动引起,第五阶模态为裙房楼板的一阶竖向振动模态;由于结构的不对称性,识别得到的前三阶振型均带有扭转效应;模态参数识别过程中的可疑模态可能来源于主楼和裙房的动力相互作用。建立了所测结构的有限元模型,得到了五阶自振频率和振型,与识别结果吻合较好;分析了主楼和裙房之间的不同连接方式对整体结构自振频率和振型的影响,结果表明主楼和裙房的固结连接与铰接连接对自振频率基本没有影响,而设置防震缝与否对自振频率影响较大,且振型出现顺序均不会发生变化。 展开更多

关键词 环境振动测试 主裙楼 模态参数识别 频域分解法 动力相互作用

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渡槽整体结构环境激励模态试验 被引量：1

8

作者 顾培英 刘冬梅 +1 位作者 邓昌 汤雷 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期77-83,共7页

为获得渡槽整体结构动力特性,开展单向SIMO法、双向MIMO法环境激励模态试验,选用增强频域分解法识别纵向、横向、竖向、横竖双向模态参数。结果表明:2种方法识别出的模态大多数谱峰明显、识别效果较好;纵向模态以排架结构振动为主,槽身... 为获得渡槽整体结构动力特性,开展单向SIMO法、双向MIMO法环境激励模态试验,选用增强频域分解法识别纵向、横向、竖向、横竖双向模态参数。结果表明:2种方法识别出的模态大多数谱峰明显、识别效果较好;纵向模态以排架结构振动为主,槽身整体平动或转动或不动;前4阶横向模态以排架结构振动为主,槽身整体平动或转动或横摇,第5阶模态后,绝大多数以槽身振动为主,排架几乎不动或振动幅度很小;竖向模态以槽身振动为主;横竖双向MIMO法识别出的模态同时包含横向、竖向模态分量;2种方法识别出的模态频率误差较小;从模态识别准确性、信息全面性而言,渡槽整体结构环境激励模态试验选择双向MIMO法优于单向SIMO法。 展开更多

关键词 渡槽整体结构 模态试验 增强频域分解法 MIMO法 双向模态 模态参数 环境激励

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模态分析技术在胶印机结构振动中的实验研究 被引量：1

9

作者 赵明明 王仪明 +2 位作者 袁英才 李建国 朱强 《北京印刷学院学报》 2013年第4期31-33,共3页

以含有一个递纸辊的单张纸胶印机递纸单元为研究对象,对此类传动系统的模态参数识别方法进行了研究。运用运行模态分析方法对单张纸胶印机递纸试验台的模态参数进行识别,得到在白噪声激励下参与单张纸胶印机递纸支架结构振动的模态阶次... 以含有一个递纸辊的单张纸胶印机递纸单元为研究对象,对此类传动系统的模态参数识别方法进行了研究。运用运行模态分析方法对单张纸胶印机递纸试验台的模态参数进行识别,得到在白噪声激励下参与单张纸胶印机递纸支架结构振动的模态阶次及振型,利用锤击实验模态方法验证其可行性。实验结果表明:采用基于EFDD的运行模态分析方法对单张纸胶印机递纸试验台进行模态参数识别是可行的。 展开更多

关键词 增强的频域分解法 运行模态分析 印刷机 模态参数识别

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基于CFDD的柔性飞翼飞行器颤振点分析

10

作者 王民泰 曹云峰 +1 位作者 刘海颖 郑维新 《舰船电子工程》 2021年第11期174-177,共4页

柔性飞翼飞行器(Flexible Flying Wing Aircraft,FFWA)因其特殊的气动布局带来的高升力系数、低阻力系数等优点受到广泛关注。设计先进的伺服弹性控制律是解决气动弹性震颤的一个有效方案,通过模态分析方法获取FFWA的颤振频率是控制律... 柔性飞翼飞行器(Flexible Flying Wing Aircraft,FFWA)因其特殊的气动布局带来的高升力系数、低阻力系数等优点受到广泛关注。设计先进的伺服弹性控制律是解决气动弹性震颤的一个有效方案,通过模态分析方法获取FFWA的颤振频率是控制律设计的基础。为此,论文提出了一种基于曲线拟合频域分解(Curve-fifitting Frequency Domain Decomposi⁃tion,CFDD)的FFWA模态分析方法。首先,借助明尼苏达大学无人飞行器实验室在“mAEWing1”系列的两架柔性飞翼飞行器上进行的自由颤振地面振动实验,获得沿着机翼分布的二十个点上的加速度计的测量值;其次,采用CFDD对测得的力和加速度数据进行模态分析得到颤振频率;然后,将颤振频率选定在对飞行器最关键的柔性弯曲频率(3Hz~35Hz)并通过动画形式展现模态形状;最后,讨论了实验过程中的微小变化对识别模态参数的影响。仿真结果表明,运用CFDD能够在识别目标频率范围较低的地面振动测试中提取出柔性飞翼型飞行器的颤振点;与正交响应法的对比结果表明CFDD可以分析得到对称、非对称、扭转等多种模态,而正交响应法只适用于对称模态。 展开更多

关键词 柔性飞翼飞行器 正交响应法 曲线拟合频域分解法 模态频率

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基于监测数据的永宁黄河公路大桥动力特性分析 被引量：2

11

作者 薛勇 《城市道桥与防洪》 2019年第1期84-87,I0008,共5页

首先介绍频域分解法理论基础和算法实现,然后以永宁黄河公路大桥为背景,介绍结构健康监测系统在实际桥梁中的应用,基于监测数据采用频域分解法进行桥梁结构动力特性分析,将识别结果与成桥荷载试验和理论计算结果进行对比,验证了频域分... 首先介绍频域分解法理论基础和算法实现,然后以永宁黄河公路大桥为背景,介绍结构健康监测系统在实际桥梁中的应用,基于监测数据采用频域分解法进行桥梁结构动力特性分析,将识别结果与成桥荷载试验和理论计算结果进行对比,验证了频域分解用于大跨度桥梁结构运营模态分析的可靠性和有效性,识别结果可以作为桥梁结构安全状态等级划分与评定依据的一项重要指标。 展开更多

关键词 永宁黄河公路大桥 结构健康监测 频域分解法 模态识别 动力特性分析

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基于振动测试的自升式平台模态分析研究 被引量：2

12

作者 曹文冉 于麟川 刘振纹 《中国海洋平台》 2015年第4期88-92,100,共6页

以自升式平台为研究对象,开展了结构振动检测实验,结合三维软件模型,引入增强频域分解方法对平台进行了模态识别,并研究了质量对各阶模态频率影响的灵敏度。计算表明,通过关注灵敏度高的测点或阶次的改变可以了解结构性能的变化,从而为... 以自升式平台为研究对象,开展了结构振动检测实验,结合三维软件模型,引入增强频域分解方法对平台进行了模态识别,并研究了质量对各阶模态频率影响的灵敏度。计算表明,通过关注灵敏度高的测点或阶次的改变可以了解结构性能的变化,从而为海洋工程结构强度评估工作提供了重要的补充手段。 展开更多

关键词 增强频域分解法 自升式平台 模态分析 灵敏度

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多速率采样系统的研究和仿真

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作者 董卿霞 王萍 《天津工业大学学报》 CAS 2006年第1期55-57,共3页

通过频域采样信号分解法把多速率系统转换为等效的单速率系统,并用MATLAB中的Simulink工具对其进行了仿真,再通过对单速率系统和多速率系统仿真结果的对比和研究,可得出系统中局部采用多速率系统可以增加系统的稳定裕度,加快系统的响应... 通过频域采样信号分解法把多速率系统转换为等效的单速率系统,并用MATLAB中的Simulink工具对其进行了仿真,再通过对单速率系统和多速率系统仿真结果的对比和研究,可得出系统中局部采用多速率系统可以增加系统的稳定裕度,加快系统的响应,减少超调,使系统的动态品质得到改善． 展开更多

关键词 多速率采样 仿真 频域采样信号分解法

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